مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

مقدمه

مروري بر تحقيقات گذشته

فصل1. GEM

فصل2. عملكرد بالشتك هوا

فصل3. آيروديناميك داخلي- معبراها – فن ها و كمپرسورها

فصل4. درگ

فصل5. پيشرانش

فصل6. موتور (حركت دهنده ي اوليه)

فصل7. معيارهاي عملكردي

فصل8. كنترل و پايداري

فصل9. دامن

نتيجه گيري:

مراجع

 

 

 

مقدمه:

هاوركرافت جزء ماشينهاي نقليه كلاس بالائي مي باشد كه برروي هر سطحي اعم از خشكي،آب ،يخ، چمن و هر چيز ديگري كه بتوان هوا را به تله انداخت حركت مي كند. علت نياز به اين وسيله آنست كه تنها وسيله اي مي باشد كه قابليت حركت در شرايط مختلف را دارد و مثلا مي توان در نواحي كم عمق كه امكان حركت براي ساير شناورها مقدور نيست باهاور كرافت به گشت زني پرداخت .

هاوركرافت با هوانا و كه بر روي بالشتكي از هواي فشرده حركت مي كند . كه هوا توسط يك فن يا كمپرسور بداخل بالشتك پمپ مي‌شود.

از مهمترين مزاياي ها و كرافت مي توان به سرعت زياد، نداشتن محدوديت در نواحي كم عمق، توان حركت در خشكي، توان پنهان شدن در خشكي در عملياتهاي نظامي،... اشاره كرد.

مهمترين علت آنكه اين وسيله هنوز بطور گسترده و ناوگان حمل و نقل وارد نشره است آنست كه هزينه ي تعمير و نگهداري آن بسيار زياد مي باشد و پس عواملي مثل صداي زياد، تاثير شرايط جوسي در سرعت و شعاع آن در رده هاي بعدي قرار دارند.

در اين پروژه سعي شده تا اصول كلي مربوط به هاوركرافت و اجزاي آن مورد بررسي قرار گيرد.

مروري بر تحقيقات گذشته:

استفاده از لايه ي هوا جهت كاهش اصطكاك بين سطوح به گذشته هاي دور باز مي گردد. در سال 1716، Emmanuel توانست يك لايه‌ي هوا را بين دو صفحه بصورت دستي ايجاد كند. در سال 1882، نخستين اختراع Air lubrication در انگلستان توسط؟ثبت شد. در سال 1916، Von Tomohul براي نيروي دريائي استراليا يك قايق ساخت كه به وسيله ي يك فن، هوابدرون حفره اين كه در زير آن تعبير شده بود فرستاده مي شد. اين قايق اولين نمونه از گشتيهاي اثر سطحي (Surface Effect Ships) مي باشد. ايجاد يك حجم هواي فشرده زير قايق سبب شد كه اشكال مختلفي از بالشتكهاي هوا شروع به استنتاج شود.

در سال 1927، N.E. Tsiolko دانشمند روسي ها و در قرن را توسعه داد. هاورترن بر روي لايه اين از هوا حركت مي كرد.

در سال 1955، Christopher Cokherell براي اولين بار آزمايش خود را بطور جدي بر روي ها وركرافت شروع كرد. تحقيقات او در سال 1959، باعث طراحي و ساخت هاوركرافت SP.N1توسط شركت Saunders-Roeشد.

در سال 1970، G.Apolond , H.j.Davis تعادل ديناميكي هاوركرافت را بررسي كردند. در سال 1972،A.j. Reynolds واكنش‌ها وركرافت را در برابر موج هاي منظم بصورت خطي بررسي كرد.

در سال 1974،همان نويسنده مساله را بصورت غير خطي بررسي كرد. تا اين موقع گر چه ديناميك هاوركرافت مورد بررسي قرار گرفت ولي در هيچكدام تاثير ديناميك حركت A.j. Reynolds , B.E. Brouksوارد شد.

در سال 1977،Wheeler تاثير دامنهاي بشكل صفحه را در حركت ها وركرافت بررسي كردند.

در سال 1978،؟ فاكتورهاي مهم در واكنش دامن را با آزمايش مدل بدست آورد و نشان داد كه واكنش مدل در يك محدوده ي شرايط ميانگين بصورت خطي است.

در سال 1993،M.J.Hinchey و P.A.Sullivon پايداري هاوركرافت را بر روي آب مورد بررسي قرار دادند.

در سال 1377شمسي، پايداري استاتيكي و ديناميكي دامن انعطاف پذيرهاوركرافت بوسيله ي آقاي حبيب الله ملاطفي نياري در دانشگاه شيراز مورد بررسي قرار گرفت.

در همه ي موارد، محققان از يك مدل دو بعدي براي تحقيق و جواب منطقي استفاده كردند.

GEMها

هاوركرافت يكي از وسايلي مي باشد كه تحت تاثير زمين عمل مي كند. كه به عنوان GEMها ،”Ground Effect mechines معروف مي باشند. اساسا دو دسته ي اصلي GEMها وجود دارد.

1- آيرواستاتيك كرافت

2- آيرو ديناميك كرافت

 

1- آيرو استاتيك كرافت: كه اختلاف فشار لازم براي بلند كردن وسيله، مجزاي از سرعت رو به جلوي ماشين مي باشد. (مثل كوهي كوپتر در حالت Hoving)

2- آيرو ديناميك كرافت: كه اختلاف فشار لازم براي بلند كردن وسيله، مستقيما ناشي از سرعت روبه جلوي وسيله مي باشد. (مثل هواپيما)

 

آيرو استاتيك كرافت:

آيرواستاتيك كرافت مي تواند به سه زير طبقه تقسيم شود.

a)محفظه ي تراكم هوا (Plenum Chomber): كه در آن هوا به درون حفره اين در زير كرافت پمپ مي شود و اين امر موجب ايجاد يك بالشتك پرفشار و هوا مي شود و از زير لبه هاي هوا به بيرون شت مي‌كند.

(شكل 101) (Priph : كه بالشتك با هواي فشرده پروبوسيله ي يك جريان جت پيوسته در اطراف

b) جت مصيطي

بالشتك، وسيله نگه داشته مي شود. (شكل 102)

c)يا قاقان هوا (Air beoring) : كه

 

انواع محفظه ي تراكم هوا:

چند نمونه ي مختلف محفظه ي تراكم هوا مورد بررسي قرار مي گيرد كه همه ي آنها به منظور افزايش بازده ي كرافت با كاهش درز نشست هوا مي باشند. و بنابراين توان كمپرسور كه وظيفه ي تامين هواي بالشتك را دارد كاهش مي يابد.

محفظه ي تراكم دامن دار (Skirted plenum chamber) :

كه در آنها فاصله ي آزاد لبه هاي زير بالشتك مي تواند افزايش يابد تا عبور از روي موانع داراي ارتفاع زياد امكان پذير باشد و در عين حال شكاف نشست هوا كاهش يابد. اين كار بكمك گشترش سازه هاي صلب دامن انعطاف پذير از اطراف جداره هاي كرافت به سمت پائين امكان پذير مي باشد. (شكل 104)

محفظه ي كرافت با سيستم ديواره هاي جانبي(Side wall croft) :

كه شكاف نشست هوا به قسمت جلو و عقب كرافت محدود مي شود. بالشتك در اطراف توسط جداره هاي غوطه ور نگه داشته مي شود كه علاوه بر اينكه مي توانند مقداري از نيروي ليفت را تامين كنند مي‌توانند تا حدود در پايداري كرافت شركت كنند.(شكل 105)

زير مجموعه ي اين سيستم شامل موارد زير مي باشد.

a) سيستم حباب هواي حبس شده (Capture Air bubble) (CAB) كه در آن در قسمت جلو و عقب بالشتك دامن ارتجاعي وجود دارد.(شكل 106)

b) هيدروكيل Hydrokeel كه تا حدودي شبيه سيستم CAB مي‌باشد با اين تفاوت كه در قسمت عقب، دامن ثابت مي باشد كه اين امر باعث مي شود در سرعتهاي رو به جلو مقداري از نيروي بالابر هيدروديناميك تامين شود. (شكل 107)

 

 

 

 

 

 

 

 

مسلماً همه ي انواع داراي ديواره جانبي اصولا براي كرافت روي آب مي باشند.

جت محيطي :

تا قبل از دهه ي 1950 هاوركرافتهاي تجربي از روشن مخزن تراكم هوا استفاده مي كردند اما ثابت شد كه حركت هاوركرافت با اين روش بسيار گران تمام مي شود زيرا تهيه ي هواي مورد نياز مستلزم نيروي فراوان بود. قبل از آنكه راه حل مناسبي براي اين مساله پيدا شود آزمايشات متعددي صورت گرفت و ناوهاي متعددي ساخته شد آزمايش زير نشان مي دهد كه چگونه اين امر محقق شد.

وسايل آزمايش:

يك دستگاه ترازوي عقربه دار آشپزخانه، دو قوطي استوانه اين شكل پلاستيكي يا فلزي كه يكي از آنها از ديگري بلند تر و قطر آن حدود 1تا 2سانتيمتر بيشتر است.

يك تكه تخته ي سه لايه به ابعاد 15سانتيمتر

يك جاروبرقي

انجام آزمايش

مطابق شكل كفه ي ترازو را برداشته و تخته ي سه لايي را جاي آن قرار مي دهيم طوري كه طرف صاف تخته به سمت بالا باشد. عقربه ي ترازو را روي حفر تنظيم كنيد. لوله جاروبرقي را به محل خروج هوا متصل و سر لوله را به تخته ي سه لايي نزديك نماييد . (طوري كه با آن تماس نداشته باشد) حال فشار وارد بر ترازو را يادداشت مي‌نمائيم.

در قسمت بعد كف قوطي بزرگتر را سوراخ و مطابق شكل آزمايش را تكرار مي نمائيم . اين بار هم فشار وارد بر كفه ي ترازو را ياد داشت مي نمائيم . در اين حالت عقربه مقدار بيشتري نشان مي دهد. در قسمت سوم مطابق شكل قوطي كوچكتر را داخل قوطي بزرگتر گذاشته و آزمايش را تكرار مي نمائيم .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مي بينيم كه در قسمت سوم فشار وارده به مراتب بيشتر است. اين حلقه ي هواي فشرده حفاظ موثري را تشكيل مي دهد كه يك منطقه هواي نيمه فشرده را در وسط خود به دام مي اندازد. ترتيب مذكور به سيستم فوراني محيطي مشهور است.

انواع جت محيطي

انواع جت محيطي،شامل دامن مي باشند. دامن كرافت ممكن است به دو فرم باشند.

1- كرافت با كانال جت حلقوي: كه امتداد انعطاف پذير ديواره ي بيروني نازل كه بصورت حلقوي از بالشتك تغذيه مي شود. (شكل 108) (Truncked Jet)كه نمونه ي آن درها در كرافت مدلSR.N2 بكار رفت و بر روي موانع بطور جداگانه جمع مي شد.

2- جت حلقوي با ديواره ي جانبي:كه مثال آن مدل 0.2 مي‌باشد(شكل 109)

3- جت محيطي با سيستم گردش مجدد(Recirculation Craft) : كه با گردش مجدد هوا، توان مورد نياز را كاهش مي دهد. (شكل 10-1)

امروزه تمايلي براي بهره گيري از همه ي انواع اين سيستم براي كاهش توان كمپرسور مي باشد و بنابراين سيستمهاي تركيبي (TAC) محفظه ي تله ي هوا ناميده مي شوند و اختلاف فيزيكي كمي بين محفظه ي تراكم دامن دارو سيستم جت محيطي وجود دارد.

 

 

آيروديناميك كرافت:

WTC: مهمترين مثال از GEM هاي آيروديناميكي، قايق آلماني DOX كه در سال 1929، اقيانوس اطلس را پيمود كه سطح مقطع بال آن توسط آمريكائي ها (Wing-In Ground) WIG ناميده شد كه از ديار فشار زير بالهاي آن، هنگام رسيدن ناو به حد مشخصي باعث بلند شدن ناو مي شد كه اين پديده، به اثر بال بر زمين مشهور است . شكل (11-1) يك نمونه از (WIG) مي باشد كه برروي كرامت ويلاند “Weiland Craft” آزمايش شده است.

بال سركج”Rom-Wing”

يكي ديگر از انواع آيروديناميكي مي باشد. (شكل 1012)

اين بال داراي نسبت منظر كن (فاصله ي دو انتهاي بال تقسيم بر سطح بال) مي باشد و لبه ي فرار آن تقريبا سطح را لمس مي كند. اين بال هوا را ميان دو پرده ي انعطاف پذير هدايت مي كند كه در نهايت هوا از بين آنها به بيرون مي گريزد.

بال هدايت جريانChannel Flow Wing :

كه در سرعتهاي كم با هدايت هوا به دو قسمت پهن جانبي، مانند ناوهاي داراي مخزن تراكم جداري عمل مي كند. هنگامي كه ناوبه سرعت معيني مي رسد. خلبان دو بالچه(فلپ) لولادار جلو و عقب بال را باز مي كند و به اين ترتيب نيروي ليفت آيروديناميكي بال براي بر خواستن تامين مي شود. (شكل 1013) كه نمونه ي آن در Marad-VRC1 آزمايش شد.

 

فصل 2

عملكرد بالشتك هوا

شكل 201يك مقطع از يك محفظه ي تراكم هواي كرافت را نشان مي دهد.

هواتوسمايك كمپرسور به داخل حفره پمپ مي شود و درون آن پخش مي شود تايك بالشتك را تشكيل دهد كه وظيفه ي تامين نيروي ليفت را بر عهده دارد و تا زماني كه شرايط بايد از ايجاد گردد كه پس از آن ميزان هواي ورودي مساوي و جايگزين هواي خارج شده از شكافهاي جانبي شود.

به شكل 201 توجه كنيد. با فرض آنكه هواي داخل بالشتك ساكن است از معادله ي برنولي داريم

(1-2)

كه در آن:

سرعت هواي خروجي از بالشتك

دانسيته هوا P=

و فشار نسبي بالشتك

دبي جمعي جريان هواي عبوري عبارت است:

(2-2)

كه در اين رابطه:

دبي حجمي

و فاصلة آزاد h:

ضريب تخليه

محيط بالشتك C:

بنابراين با مرتب كردن معادله ي (202) داريم .

كه در واقع نسبت جريان دبي واقعي به دبي در حالتي است كه هوا از تمام شكاف با سرعت عبور كند.

براي مقادير مختلف از روي آزمايش مقادير زير به دست مي آيند.

90	45	0
1.00	0.749	0.611	0.537	0.500

 

براي درجات مياني، چند جمله اين زير تقريب خوبي است:

كه در رابطه ي فوق بر حسب درجه مي باشد.

در عمل بدليل اثرات لزجت كمتر مي شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

توان شكاف يا نازل:

توان توسط رابطه يبيان مي شود و با معادله ي(202) داريم:

با فرض فشار و ثابت براي بالشتك داريم:

وزن كرافت W=

سطح كرافت: S =

 

(تصوير سطح پائين ترين انتهاي ديواره حفره)

بنابراين

اين معادله مي تواند براي همه ي انواع محفظه ي تراكم بكار رود.

در عمل بدليل افت بازده ي هواي تغذيه بالشتك، مقدار توان لازم براي بلند كردن كرافت بيشتر از مقدار فرمول فوق مي باشد. البته اين معادله بر روي آب در حالت استاتيك و نيز در سرعتهاي كم رو به جلو، بدليل اثر فشار بالشتيك كه باعث يك تغيير شكل محسوس سطح آب مي شود و شكاف هوا را نسبت به سطح آزاد آب تغيير مي دهد، معتبر نمي باشد. البته يك راه حل براي اين معضل توسط Tones ارائه شده است . اما در سرعتهاي بالا،اين معادله بر روي آب مانند روي خشكي معتبر باشد.

 

كرافت جت محيطي

تئوريهاي مختلفي براي محاسبه ي توان نازل در جت محيطي و مقايسه ي آن با توان نازل در محفظه ي تراكم “Plenum Chamber داده شده است كه يك تئوري آن كه به تئوري ساده جت معروف است بيان مي گردد .

شكل 2-2 شكل نازل يك كرافت با جت محيطي را نشان مي دهد.

 

 

 

 

 

 

 

در هنگام جدا شدن كرافت از زمين يا هر سطحي، هواي پمپ شده از كمپر سور از راه منازل، يك فشار در زير كرافت ايجاد مي كند.

كه باعث بلند شدن آن تا شرايط پايدار مي شود. در اين شرايط با فرض آنكه هيچ هوائي به داخل و خارج بالشتك نيايد مي توان فهميد كه جت بايد خميده شده و موازي زمين شود . براي تنظيم فرمول از قانون دوم نيوتن داريم .

نيروي فشار افقي بايد مساوي نيروي جت خروجي شود. بنابراين

كه در اين رابطه:

ممنتوم نازل در واحد طول محيط

ممنتوم در تماس با زمين بر واحد محيط

فشار بالشتك

فاصلة آزاد

زاوية نازل

فرض مي كنيم كه فشار كلي نازل (فشارتوتال ) و فشار استاتيك در تمام سطح مقطع نازل مساوي باشند.

در نتيجه و در نتيجه از معادله بر نولي داريم

و حجم كل دبي جريان

ممنتوم نازل در واحد طول محيط

با فرض داريم

و در نتيجه با جايگذاري و مرتب كردن داريم

بافرضداريم

(8-2)

(9-2)

(10-2)

واكنش جت در واحد طول محيط

(11-2)

(معادله ي (8-2) در نمودار شكل (3-2) آمده است. )

مطابق تحليل براي محفظه تراكم هوا “Plenum Chamber” براي جت محيطي نيز داريم

مي توان ديد كه اگر در نتيجه كه اين يك خطا مي باشد چون نمي تواند از بزرگتر باشد و نيز اگر در نتيجه در حالي كه نبايد از 1بزرگتر باشد بنابراين مي‌توان گفت كه اين تئوري براي صادق نيست .

توان نازل در تئوري ساده جت

با مشتق گرفتن از اين معادله مي توان ديد كه براي فشار بالشتك و طول آزاد مشخص، هنگامي كه مي باشد، توان مينيمم است.

نيروي برآ:

نيروي برآي كلي برابر است با:

(14-2)

علامت منفي بدليل در نظر گرفتن سطح كرافت مي باشد.

با مقايسه ي توان جت محيطي با توان محفظه ي تراكم با استفاده از اين تئوري داريم .

(16-2) (كرافت با جت معمولي) (محفظة تراكم)

در حالتي با فرضيات زير:

نسبت محيطي به محفظه ي تراكم 0.7 بدست مي آيد . اين نتيجه دلالت دارد بر اين موضوع كه چرا كرافت با جت محيطي از جمعيت و بازده تر از محفظه ي تراكم مي باشد.

البته تئوريهاي ديگري در مورد محفظه ي با جت نوراني محيطي وجود دارد مانند exponential theory ، Borrat Theory و نيز Wald, thun holm theory كه از ذكر آنها خود داري مي شود و تنها اثر آنها بر روي دو نمودار مقايسه ايي شكلهاي 3-2و 4-2و (5-2) نشان داده شده است.

 

 

فصل 3

آيروديناميك داخلي – معبراها، فن ها و كمپرسورها

در قسمت هاي قبل تئوريهاي مربوط به عملكرد بالشتك هوا – هم براي محفظه ي تراكم و هم براي محفظه باجت محيطي بيان شد. البته اين تئوريها، تلفات مربوط به تنظيم فشار هوا توسط كمپرسور يا فن يا تلفات ناشي از تنظيم هواي پرفشار به بالشتك يا نازل را در برنداشت در حالي كه در محاسبات ها و كرافتهاي جديد اين محاسبات انجام مي‌شود و مثلا با كاهش فاصله ي آزاد توسط يك دامن انعطاف پذير مي‌توان تلفات مربوط به نازل را كاهش داد.

فن ها:

بيشتر كرافتها از فن هاي گريز از مركز مثل SR.N5 يا فن محوري مانند SR.N براي تنظيم فشار محفظه استفاده مي كنند. هر چند بازده‌ي هر دوي اين فن ها حدود 90% مي باشد ولي عواملي مثل وزن، فضا، شكل در نظر گرفته شده و يا تلفات وابسته به هر كدام در انتخاب نوع فن نقش دارد.

در عمل معمولا براي محفظه ي تراكم هوا (Plenum chamber) كه هوا بطور مستقيم به داخل محفظه پمپ مي شود، فن محوري يك انتخاب مناسب مي باشد كه فن با يك مجراي خروجي از فن، هوا را به صورت مستقيم به داخل محفظه پمپ مي نمايد.

در حالي كه براي يك كرافت با محفظه ي داراي جت محيطي، مثل SR.N6 گزينه ي مناسب يك فن گريز از مركز مي باشد كه هوا را به اطراف محيط برسانه.

ضرايب عملكردي فن

عوامل موثر بردبي حجمي جريان و فشار فن رامي توان مطابق زير در نظر گرفت.

كه: دبي حجمي

فشار P=

سرعت نوك فن u= از جت هوا

دانسيته هوا P= قطر d=

با تحليل ابعادي داريم:

مقايسه ي آزمايش مدل با تست روي نمونه ي اصلي در Bhc انگلستان نشان داد كه اثرات رينولذر تا چيز مي باشد بنابراين:

كه ضرايب عملكردي فن ناميده مي شوند.

همچنين مي توان ضرايب فوق را بصورت زير نوشت

ضريب دبي حجمي جريان

ضريب فشار

كه n سرعت فن بر حسب مي باشد.

همچنين ضرائب بالا را مي توان بصورت معادل زير نوشت:

ضريب دبي حجمي جريان

ضريب فشار

كه سرعت بر حسب وR شعاع فن مي باشد.

همچنين ضريب توان را مي توان بصورت زير بيان نمود.

يا

يا

با نگاه به ضرايب بالا مي توان فهميد كه براي هر فن كه در يك نقطه ي معين و در محوطه ي مشخصه ي كاركردش عمل مي كند:

دبي حجمي جريان متناسب با سرعت دوراني آن است.

فشاري كه ايجاد مي كند متناسب است با (سرعت دوراني ) به توان 2

و تواني كه جذب مي نمايد متناسب است با سرعت دوراني به توان 3.

يك نمونه از منحني مشخصه فن كه بر روي مدل كوچكي از آزمايش شده است در شكل 2-3 كه در آن بر حسب ضريب حجمي جريان، نشان داده شده است . در اين نمودار ضريب فشار و نيز بازده كمي كمتر از آن چيزي است كه محاسبه مي شود و دليل آن تلفات ناشي از تجهيزات مورد استفاده مي باشد.

 

 

فصل 4:

درگ

محاسبه ي دقيق درگ در ACV ها پيچيده و مشكل مي باشد. چون اساسا درگ درها وركرافت هم بخاطر حركت درهوا و هم تماس با سطحي كه روي آن حركت مي كند ناشي مي شود.

تا قبل از اختراع دامن براي ها وركرافت، تصور مي شد كه براي گذر از روي موانع و يا امواج آب بايد فاصله ي آزاد كف ها وركرافت را زياد نمود تا از درگ تماسي مگر درها وركرافتهاي با ديواره ي جانبي جلوگيري شود بنابراين در محاسبات درگ تماسي مگر درها وركرافتها تنها به محاسبه ي اثر پروفيل درگ ممنتوم درگ و تريم درگ براي كاربردهاي روي خشكي و به علاوه درگ موجي بر روي آب مي‌پرداختند كه شرح آنها خواهد آمد.

با ظهور دامن انعطاف پذير، اين امكان به طراحان داده شد كه براي يك شرايط عملكردي مشخص، فاصله ي آزاد را كاهش دهند كه اين مساله در واقع كمك به كاهش توان لازم براي ليفت و نيز كاهش توان درگ ممنتوم مي كرد. ولي در عوض بدليل افزايش سازه ي مقاوم درگ تماسي و يا بر برخورد با امواج آب را در مواقع حركت بر روي آب افزايش مي داد. به همين دليل در عمل طراحان بايد يك نقطه ي بهينه را انتخاب نمايند.

پروفيل درگ

كليه اجسامي كه نسبت به فضاي آزاد حركت مي نمايند اعم از قطار، هواپيما،هاوركرافت ،... داراي پروفيل درگ هستند كه ناشي از توزيع فشار بر روي جسم مي باشد.

پروفيل درگ به دو نوع تقسيم مي شود.

1- درگ اصطلاكي سطحي

2- درگ شكلي

درگ اصطلاكي سطحي: كه ناشي از اثرات از جت و در نتيجه گراديان سرعت بر روي لايه ي مرزي اطراف جسم و نهايتا ايجاد تنش كه در راستاي جريان مي باشد. مسلما درگ سطحي بستگي به سطح جسم و يا در حركت بر روي آب مساحت خيس شده دارد.

درگ شكلي:

درگ شكلي مولفه ي محدري توزيع فشار نرمال روي سطح مي باشد كه در واقع بعلت وجود از جت و پديده ي جدايش باعث ايجاد اختلاف فشار مصدري و پيدايش درگ مي شود كه جزئيات اين درگ در مراجع آيروديناميكي آمده است.

بطور كلي پروفيل درگ بصورت يك رابطه از ؟ ضريب بي بعد درگ بيان مي شود:

كه s مساحت سطح جلوي بالشتك مي باشد و مقادير؟ از روي آزمايشاتي كه در تونل بادبرروي مدلهاي كوچك جسم اصلي انجام مي شود تخمين زده مي شود . مقدار اين عدد معمولا براي هر جسمي ثابت بوده و بين محدوده ي 0.2 و 0.7بسته به شكل جسم تغيير مي كند.

ممنتوم درگ:

مگر در مواقعي كه بالشتك نشتي ندارد و كاملا در زنبدي شده است مثلCAB كامل، ياTAC در ساير موارد بايد يك جريان هواي پيوسته براي نگه داشتن بالشتك و كرافت بداخل بالشتك پمپ شود تا هواي داخل بالشتك تامين شود . بنابراين اين هوا بايد از حالت سكون تا سرعت هواي نسبي كرافت شتاب بگيرد. اين مساله ايجاد يك نيروي درگ در راستاي باد نسبي ايجاد مي كند كه رابطه ي آن بصورت

(2-4)

مي باشد كه از قانون دوم نيوتن به دست مي آيد.

اگر فرار هوا از اطراف بالشتك به صورت متقارن باشد. اين معادله (4.2) مقدار تقريبا دقيق را مي دهد ولي اگر فرار هوا از قسمت عقب بالشتك بيشتر از قسمت جلو باشد درگ ممنتوم موثر كمتر است.

تريم درگ

كه بستگي به زاويه ي نوك كرافت بسمت بالا يا پايين دارد و مطابق فرمول زير مي باشد.

كه زاويه ي لوك مي باشد.

درگ كلي روي زمين مجموع درگها بالا مي باشد

درگ هاي روي آب:

علاوه بر درگ هاي بيان شده، هنگامي كه كرافت بر روي سطح آب در حال حركت است، درگهاي ديگري نيز وجود دارند كه در زير به آنها اشاره خواهد شد.

 

 

 

درگ ايجاد موج:

اين درگ احتمالا مهمترين درگ بر روي آب مي باشد كه بر اساس راه حلهاي تئوري به دست مي آيد اگر چه راه حلهاي تئوري نيز آنرا تاييد مي كند.

موقعي كه يك ACV بر روي آب كه بالشتك را تحمل مي كند در سرعت صفر قرار داد، فشار بالشتك سطح آب را در زير كرافت منصرف مي كند و باعث ايجاد تراكم به عمق مي شود.

در سرعتهاي رو به جلو بر روي آب، ناحية فشاري ACV و يا بالشتك هوا موجي را توليد مي كند كه باعث اتلاف پيوسته انرژي مي‌شود و بعنوان درگ ايجاد موج ، در نظر گرفته مي شود.

 

 

 

 

شكل 1-4

يكي از ساده ترين موارد ايجاد موج يك توزيع فشار يكنواخت دو بعدي به طول L مي باشد كه توسط Sir Horace lamb مورد بحث قرار گرفت و روابط آن براي شكلهاي جلو، زير و عقب توزيع فشار بسط داده شده است. شكل 1-4 پروفيل موج را نشان مي دهد (Lamb’s Hydrodynomic) كه براي يك طول فشار يا همان عدد فرود، برابر يك مي باشد. در اين حالت طول فشاري برابر 0.159 طول موج مي باشد.

Grew و Egg ington نتايج lomb را بكار بردند و رابطه زير را براي درگ موجي استخراج كردند:

كه عدد فرود مي باشد.

همان شيب متوسط زير ناحيه توزيع فشار مي باشد كه در شكل 1-4 نشان داده شده است.

اين رابطه را مي توان بصورت رابطه زير نيز نوشت كه:

(a7-4)

كه اين رابطه در شكل 2-4 رسم شده است. اين رابطه نشان مي دهد كه كرافت بموازات شيب متوسط موج، زاويه مي گيرد. بنابراين درگ موجي برابر مؤلفه افقي نيروي فشاري است كه بركه كرافت عمل مي كند.

از معادلة مي توان ديد كه ماكزيمم درگ موجي موقعي است كه باشد كه شرايطي مي باشد كه بعنوان گوژ شناخته مي‌شود و سرعتي كه اين درگ ماكزيمم مي شود به سرعت گوژ شناخته مي شود.

درگ Wetting

در اولين قدم براي ايجاد و توسعة هاوركرانت متوجه گرديد كه در يك نقطه مشخص، درگي كه بر روي يك مدل اندازه گيري شده است، از آنچه محاسبه مي‌شود بطور قابل ملاحظه‌اي بيشتر است. اين اختلاف بخصوص در هر گامي كه فاصله آزاد كاهش مي يابد و يا هاور كرافت داراي دامن مي باشد بيشتر نمود پيدا مي كند توضيحات فيزيكي براي محاسبة اين افزايش درگ شامل درگ ممنتوم برحسب برخورد قطرات آب به هاوركرافت در سرعتهاي رو بجلو پيشنهاد شد.

هرچند هيچ تئوري صحيحي كه بتواند بطور عددي اين درگ را محاسبه نمايد تاكنون ارائه شده است.

ولي بعنوان يك راه‌حل جايگزين، (روش كسر كردن)، يك راه‌حل ممكن براي محاسبة مي باشد كه از نتايج آزمايش مدل و نمونة اصلي استفاده مي‌كنيم يعني درگ را روي آب ساكن (غير موج دار و آرام، آبي كه داراي موج و طوفان نيست) بدست آوريم و پس از آن مقادير شناخته شدة درگ را كه قبلاً بحث كرديم، كم نماييم.

(آب هموار)

تابعي از فاصلة آزاد غوطه وري، اندازة كرافت، طرّاحي دامن و احتمالاً فشار بالشتك مي باشد. همچنين مي‌توان را به درگ آيروديناميكي نيز مربوط دانست، در CAB ها احتمالاً ناشي از قسمتي از ديوارة جانبي كه در آب غوطه ور مي باشد (در حالت كلّي قسمت داخلي و خارجي ديواره به يك اندازه در آب عمل خيس شده ندارند) و همچنين ميزان به قوس و نيز به وسايل درزگيري عقب بالشتك اگر موجود باشند، بستگي داشته باشد.

در شكل 4-4 يك نمودار تجربي بر اساس آزمايش كه بيان شد. (روش كسر كردن) بدست آمده است كه در آن برحسب (فاصلة آزاد/طول بالشتك) براي مقادير مختلف (سرعت /سرعت گوژ) بدست آمده است.

بدليل پراكندگي اطلاعات، نتايج در مورد ده يك باند بيان شده است هرچند كه نمودار بيان مي كند كه با افزايش سرعت، زياد مي شود ولي شواهدي وجود دارد كه مقدار در سرعت گوژ بيشتر از زماني است كه سرعت دو برابر كه اين موضوع قابل قبول است چون احتمالاً برخورد فيزيكي كاهش مي يابد و نيز در مقادير كمتر از به شدّت افزايش مي يابد كه در واقع بعلّت لبة نامتوازن تحتاني دامن مي باشد كه برخورد بين دامن و آب را افزايش مي دهد.